7.- Procesos de Produccion de Gas de Sintesis Como Reductor Del Mineral de Hierro

PETROQUÍMICA DEL GAS NATURAL ________________________________________________________________________________________________

CAPÍTULO 6 PROCESOS DE PRODUCCIÓN DE GAS DE SÍNTESIS COMO REDUCTOR DEL MINERAL DE HIERRO

6.1 Gas reformado como reductor del hierro en la industria del acero.-

6.1.1 Hierro y Acero: Correlaci! e!"re Acero y De#arrollo. Tradicionalmente la cantidad de acero que consume un país es un indi indica cado dorr de su crec crecim imie ient nto o econ económ ómic ico. o. En las las sigu siguie ient ntes es pági página nass mostramos un resumen de las principales características de la producción

141


tradicional del hierro y la variante nueva a partir de la reducción con gas de síntesis.

Co!"e!i$o $e Car%o!o e! lo# acero#.& •

Hier Hierro ro for forad ado o

!ent !ent"s "sim imas as en #

•

$ceros

1%.%4 & '.'( #

•

Hierro coladoó arra)io

'*4 #



+erroaleaciones

'% & ,% # de -n /i ó !r

6.1.' E"a(a# $e re$)cci! $el *i!eral.&

1ra E"a(a •

-ine -inera rall de de hie hierr rro o 0 !oqu !oquee 0 !ali !alia a

•

El coqu coquee es es una una fuen fuente te de !2

•

3a cali caliaa es un fund fundent ente e remuev remuevee el /i como como sili silica cato to de !alci !alcio o de menor punto de fusión

•

3a reacción es

+e'2505!2 *** 5!2'0'+e

•

!omp !ompos osic ició ión n típ típic icaa del del arr arra) a)io io

6' # de +e 5 a 4 # de ! 14'


%.( & %.5 # de /i %.'( & '.( # de -n %.%4 & ' # de 7 7artículas de /

+IGURA 6.1 Dia,ra*a $el (roce#o&Re$)cci! $el *i!eral

'$a e"a(a •

$rra)io 0 chatarra 0 mineral de hierro 0 cal 0 fluorita.

•

!al como fundente.

•

+luorita para que la escoria sea más fluida. 145


•

-ineral de hierro como fuente de o8ígeno adicional.

•

3a impureas de /i 7 -n y / reaccionan con la cal y forman las escorias

•

El ! se o8ida y se puede o)tener el # deseado.

•

9nyección de 28igeno a velocidad supersónica meora el proceso produciendo mayor cantidad de acero.

+IGURA 6.' Dia,ra*a $el (roce#o&+a%ricaci! $el acero

144


+IGURA 6.- Dia,ra*a $el (roce#o&La*i!aci! $el acero I

14(


+IGURA 6. Dia,ra*a $el (roce#o&La*i!aci! $el acero II

14:


+IGURA 6./ Dia,ra*a $el (roce#o&La*i!aci! $el acero III

14;


+IGURA 6.6 Dia,ra*a $el (roce#o&La*i!aci! $el acero I0

6.1.- Pre(araci! $e *a"eria# (ri*a#.&

a Ma"eria# (ri*a#: Esta

etapa

incluye

la

descarga

clasificación

pesae

y

almacenamiento de las materias primas necesarias para la fa)ricación del acero que )ásicamente son mineral de hierro car)ones metal
14,


+IGURA 6.2 Ma"eria (ri*a

Pla!"a $e Co3)e y #)%(ro$)c"o#.& 3a mecla de car)ones metal
+IGURA 6.4 Pla!"a $e Co3)e

146


Re$)cci! $el *i!eral (ara o%"e!er arra%io a Al"o 5or!o: 3a reducción del mineral para o)tener arra)io se realia en los $ltos Hornos. 7or el tragante =parte superior del horno> se carga por capas los minerales de hierro la calia y el coque.

3a inyección de aire precalentado a 1%%% ?! apro8imadamente facilita la com)ustión del coque generando elevadas temperaturas y gases reductores que act y en escoria respectivamente.

3a colada que consiste en e8traer estos elementos acumulados en el crisol =parte inferior de los altos hornos> se efect
+IGURA 6. Carro Tor(e$o

1(%


+IGURA 6.17 Al"o Hor!o

1(1


6.1. +a%ricaci! $el acero.& a Acer8a $e co!9er"i$ore# al o8,e!o: /e cuenta con dos convertidores de 11( toneladas cada uno. El arra)io proveniente de los $ltos Hornos se carga unto con chatarra de acero 7or la acción del o8ígeno puro que se le inyecta al convertidor se o8idan el car)ono silicio y fósforo del arra)io.

Estas reacciones son e8ot"rmicas y causan la fusión de la carga metálica fría sin necesidad de agregar ning
Cna ve finaliada la inyección de o8ígeno se analia su composición y se mide su temperatura agregando finalmente las ferroaleaciones que imparten las características principales a los diversos tipos de aceros.

El tiempo requerido para procesar una hornada de 11( toneladas en apro8imadamente 4' minutos. El acero líquido así producido se reci)e en cucharas de 11( de capacidad y se envía a un proceso de metalurgia secundaria y luego al vaciado de colada continua de planchones o palanquillas seg
1('


+IGURA 6.11 Acer8a

+a%ricaci! $el acero.& % Cola$a co!"8!)a $e (la!c5o!e#: El acero líquido de la cuchara es vaciado a una artesa que se comunica por el fondo con un molde en constante movimiento que es enfriado por agua@ en el se inicia el proceso de solidificación del acero que se completa a lo largo del trayecto por el interior de la máquina.

El planchón que se produce es una cinta con un espesor de 1(: mm. un ancho que varía entre ,%% y 1.%(% mm. y que a la salida se va cortando a los largos requeridos.

+IGURA 6.1' Cola$a $e (la!c5o!e# $e acero

1(5


Pro$)c"o# "er*i!a$o# ;i!ale# a La*i!a$or $e %arra# 3as palanquillas son productos semiterminados 1(% 8 1(% mm. de sección y largos de :;% metros.

3as palanquillas se procesan en este laminador en el cual despu"s de ser recalentadas en un horno se laminan en pases sucesivos y se transforman en )arras redondas lisas o con resaltes para hormigón todos ellos productos terminados ampliamente utiliados como materiales de construcción y en la manufactura de alam)res clavos tornillos )olas para molinos pernos etc.

1(4


+IGURA 6.1- La*i!a$or $e %arra#

b)

La*i!a$or $e (la!o# e! calie!"e

1((


3os planchones que produce la !olada !ontinua son sometidos a laminación en caliente con lo cual se reduce el espesor y aumenta su longitud. El proceso comiena calentando el material en un horno con una capacidad de 1(% toneladasDhora. Cna ve alcanada la temperatura requerida los planchones son reducidos en su espesor primero en un 3aminador Trio el que mediante pases sucesivos entrega un semilaminado de '( mm. =plancha gruesa> para pasar posteriormente al laminador continuo de seis marcos y o)tener rollos de apro8imadamente ,( toneladas de peso cuyas dimensiones finales van de ;'( a 1%(% mm. de ancho por 1, a 1'% mm. de espersor.

Cna parte de los productos o)tenidos en este laminador va directamente al mercado tanto en forma de rollos o planchas donde encuentra una gran aplicación en la industria y la otra parte de rollo contin
+IGURA 6.1 La*i!a$or $e (la!o# e! calie!"e

c La*i!a$or $e (la!o# e! ;r8o

1(:


$ rollos laminados en caliente que se destinan a la fa)ricación de productos planos laminados en frío se les somete al proceso de decapado para eliminar los ó8idos y laminación en frío para disminuir el espesor. En esta etapa una parte de los rollos son procesados en la línea inc & $lum para o)tener productos recu)iertos con una aleación de inc y $luminio necesarios en la construcción.

El resto de los rollos son sometidos a limpiea electrolítica para eliminar el aceite empleado en la laminación en frío@ recocido en atmósfera protectora que puede ser en Hornos o en línea de recocido continuo para eliminar la acritud dada por el tra)ao mecánico realiado en frío y laminador de temple para eliminar las líneas de fluencia corregir la forma y dar la terminación superficial requerida.

+IGURA 6.1/ La*i!a$or $e (la!o# e! ;r8o

1(;


6.' El ,a# $e #8!"e#i# co*o re$)c"or $el 5ierro.& 6.'.1 Tec!olo,8a $el Hierro
+e'25 0 5 H' +e'25 0 !2





'+eF 0 5H'2 '+eF = 4*(#!> 0 '!2'

1(,


Este proceso produce Ahierro esponaB con 4 a ( #!. Gesarrollado por H3/$ de -"8ico en la d"cada de los :% y luego adquirida por -9GIEJ en la d"cada 16,% para comercialiar en el mundo. El hierro espona es de mayor purea que el arra)io.

+IGURA 6.16 E#3)e*a $e )!a (la!"a $e co!ce!"raci! $e Hierro Dia,ra*a $el Proce#o <+)e!"e: Sa=l E#calera

+IGURA 6.12 E#3)e*a $e )!a (la!"a $e re$)cci! $e Hierro Dia,ra*a $el Proce#o

1(6


6.'.' Tec!olo,8a $el acero.& •

Pro$)cci! $e Acero El fierro espona va a un horno el"ctrico de arco con donde se insufla aire

comprimido para )aar el contenido de car)ono en el hierro. Esta mecla es a una temperatura de ,%%F! produce acero

+e =4 * (# !> 0 2'



+e K ! ='# !> 0 !2'

$cero producido con rendimiento mayor al 6%# totalmente comercia)le como palanquilla que es utiliado como materia prima para producción de otros derivados del acero =v.g. acero ino8ida)le>.

+IGURA 6.14 Pro$)cci! $e acero <+)e!"e: Sa=l E#calera

1:%


1:1

7.- Procesos de Produccion de Gas de Sintesis Como Reductor Del Mineral de Hierro

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